JPH1182592A - ロータリダンパ及びそのダンパを用いるリンク装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ダンパハウジングの軸方向の薄肉化を図る。
ベーンの軽量化を図る。 【解決手段】 回動シャフト１５の中心Ｏからベーン２
６の先端部までの長さＲを、圧力室２７に臨むベーン２
６の幅Ｂよりも長く形成し、かつ、ベーン２６の厚みＨ
をベーン２６の幅Ｂよりも厚く形成する。長さＲを幅Ｂ
よりも長く形成したことから、同じトルクを得るのに幅
Ｂを大幅に狭めることができ、しかも、厚みＨを幅Ｂよ
りも厚く形成したことから、ベーン２６の同じ強度を確
保するのに幅Ｂを大幅に狭めることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動車のサスペン
ション・リンクやその他の回動機器の緩衝装置として用
いられるロータリダンパと、そのロータリダンパを用い
るリンク装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車のサスペンション・リンクに用い
られるロータリダンパとして、特開平２−１３８５２９
号公報に示されるようなものが従来より案出されてい
る。

【０００３】このロータリダンパは、図１０に示すよう
に、ダンパハウジング１に略扇形の圧力室２が形成さ
れ、この圧力室２の扇形状の中心位置に回動シャフト３
が支持されると共に、この回動シャフト３に突設された
ベーン４が圧力室２内を第１室５と第２室６とに隔成す
るようになっている。第１室５と第２室６は連通路７に
よって互いに接続されると共に、この連通路７の途中
に、第１室５から第２室側６に液体が流動するときに減
衰力を発生する第１の減衰弁８と、逆に第２室６から第
１室５側に液体が流動するときに減衰力を発生する第２
の減衰弁９とが介装されている。また、ダンパハウジン
グ１は、サスペンション・リンク（図示せず。）の車体
側の回動端に一体に組み付けられ、ダンパハウジング１
から突出した回動シャフト３の端部が車体に結合される
ようになっている。

【０００４】そして、このロータリダンパは、サスペン
ション・リンクの回動によって回動シャフト３に対して
ダンパハウジング１が回動すると、ベーン４が圧力室２
内を回動変位し、そのベーン４の変位によって第１室５
または第２室６側の液体が第１または第２の減衰弁５，
６に導入され、それらの弁５，６において減衰力を発生
する。

【０００５】ところで、この種ロータリダンパはサスペ
ンション・リンクの車体側の回動端に用いられることか
ら、非常に大きな減衰力を要求される。このため、上記
のロータリダンパにおいては、圧力室２に臨むベーン４
の幅Ｂを充分に広げることにより液体の流動量を増大さ
せ、それによって大きな減衰力を得られるようにしてい
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のロータリダンパにおいては、ベーン４の幅Ｂを広げ
ることによって大きな減衰力を得るようにしていたた
め、どうしてもダンパハウジング１の軸方向の厚みが厚
くなり、サスペンション・リンク等に装着する際の占有
スペースが大きくなるという不具合があった。

【０００７】また、上記従来のロータリダンパにあって
は、減衰トルクに耐え得るベーン４の強度を確保するた
めにベーン４の厚みＨも充分に厚くしなければならない
が、ベーン４の厚みＨを厚くすると、その幅Ｂが広い分
大幅な重量の増加を来すという不具合もあった。

【０００８】そこで本発明は、ダンパハウジングの軸方
向の薄肉化とベーンの軽量化を実現することのできるロ
ータリダンパとそれを用いるリンク装置を提供しようと
するものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ための手段として、請求項１の発明は、ダンパハウジン
グに液体の充填される略扇形の圧力室が形成され、この
圧力室の扇形状の中心に回動シャフトが配置されると共
に、この回動シャフトに前記圧力室内を第１室と第２室
とに隔成するベーンが突設され、このベーンの作動に伴
う第１室と第２室の圧力差によって液体が減衰弁に導入
されて減衰力を発生するロータリダンパにおいて、回動
シャフトの中心からベーンの先端部までの長さを、圧力
室に臨むベーンの幅よりも長く形成し、かつ、ベーンの
厚みをベーンの前記幅よりも厚く形成するようにした。
回動シャフトの中心からベーンの先端部までの長さをベ
ーンの幅よりも長く形成したことから、充分な減衰トル
クを確保しつつもベーンの幅を飛躍的に狭くすることが
できる。さらに、ベーンの厚みをベーンの幅よりも厚く
形成するようにしたことから、ベーンの充分な強度を確
保しつつもベーンの幅を薄くすることができる。

【００１０】請求項２の発明は、請求項１のロータリダ
ンパをリンク本体に一体に組み込むようにした。ロータ
リダンパの大きな減衰トルクに耐えるために太くなった
リンク本体にロータリダンパが一体化されるので、別途
ロータリダンパの取付スペースを必要としなくなり、さ
らに、ロータリダンパの軸方向の肉厚を薄くすることが
できることから、リンク本体にロータリダンパを容易に
組み込むことが可能になる。

【００１１】

【発明の実施の形態】次に、本発明の一実施例を図１〜
図７に基づいて説明する。

【００１２】図面において、１０は、本発明にかかるロ
ータリダンパを示し、このロータリダンパ１０はこの実
施例にあっては自動車のサスペンション・リンク（リン
ク装置）に用いられている。具体的には、この実施例の
場合、図２，図３に示すようにリジッドアクスル１１を
車体１２に位置決めするＩアーム型のリンク本体１３の
車体側の回動端にロータリダンパ１０が一体に組み付け
られており、車体１２とリジッドアクスル１１の相対変
位に伴ってリンク本体１３が回動すると、そのときにロ
ータリダンパ１０が減衰力を発生するようになってい
る。

【００１３】即ち、ロータリダンパ１０は、リンク本体
１３の車体側の回動端にダンパハウジング１４が一体に
設けられ、このダンパハウジング１４に支持された回動
シャフト１５の端部がブラケット１６とサブリンク１７
を介して車体１２に回動を阻止した状態で支持されてい
る。そして、ダンパハウジング１４内には所定粘度の液
体が充填されており、ダンパハウジング１４が回動シャ
フト１５に対して回動したときにダンパハウジング１４
内の液体が流動して、そのときに減衰力を発生するよう
になっている。尚、図２，図３中１８は、リンク本体１
３のリジッドアクスル１１側の連結部を示し、１９は、
リジッドアクスル１１と車体１２の間に介装されたサス
ペンションスプリングを示す。

【００１４】ダンパハウジング１４は、図４に示すよう
に、リンク本体１３の端部側面の切欠き部２０と、この
切欠き部２０にボルト２１によって結合されるハウジン
グ本体２２及びカバー２３とから構成されており、これ
らには前記回動シャフト１５が貫通状態で支持されてい
る。ハウジング本体２２には扇孔２４と円形孔２５とが
連続して形成されており、これらの孔２４，２５に後述
するベーン２６が回動変位可能に収容されるようになっ
ている。そして、このうちの扇孔２４は、その上下がカ
バー２３とリンク本体１３によって閉塞され、その状態
においてカバー２３及びリンク本体１３と共に略扇形状
の圧力室２７を形成している（図５，図６参照。）。
尚、図４中２８は、回動シャフト１５を支持する軸受で
あり、２９は、回動シャフト１５の周域をシールするオ
イルシールである。

【００１５】ベーン２６は、回動シャフト１５にスプラ
イン嵌合される短軸円筒状の回動軸部２６ａと、この回
動軸部２６ａから径方向外側方向に延出するベーン本体
部２６ｂとから成り、回動軸部２６ａはハウジング本体
２２の円形孔２５に回動自在に収容され、ベーン本体部
２６ｂは圧力室２７内を第１室３０と第２室３１とに隔
成するようになっている。また、ベーン本体部２６ｂの
上面、先端面、及び、下面にはこれらに跨がる直線状の
溝３２が形成されており、この溝３２にはベーン本体部
２６ｂと圧力室２７の間を密閉するためのシール部材３
３が装着されている。尚、ベーン２６の形状の詳細につ
いては後に説明する。

【００１６】一方、カバー２３には第１室３０と第２室
３１を連通する連通路３４が形成されており、その連通
路３４の途中には、減衰弁３５とチェック弁３６を備え
た同様の構造の第１バルブユニット３７と第２バルブユ
ニット３８が介装されている。第１バルブユニット３７
側の減衰弁３５は第１室３０から第２室３１方向に液体
が流動するときに減衰力を発生し、第２バルブユニット
３８側の減衰弁３５は逆に第２室３１から第１室３０方
向に液体が流動するときに減衰力を発生するようになっ
ている。そして、各バルブユニット３７，３８のチェッ
ク弁３６は併設された減衰弁３５の減衰力発生側と逆の
向きの液体の流動を許容するようになっている。また、
連通路３４のうちの第１バルブユニット３７と第２バル
ブユニット３８の中間位置には体積補償装置３９が介装
されており、温度変化に伴う回路内の液体の体積の増減
をこの体積補償装置３９によって補償するようになって
いる。

【００１７】ここで、前記ベーン２６は以下の寸法条件
（イ），（ロ）を満たすような形状に形成されている。

【００１８】Ｒ＞Ｂ …（イ） Ｈ＞Ｂ …（ロ） Ｒ：回動シャフト１５の中心Ｏからベーン２６の先端部
までの長さ、Ｂ：圧力室に臨むベーン２６の幅、Ｈ：ベ
ーン２６の厚み つまり、ベーン２６は幅Ｂに比較して厚みＨの厚い矩形
断面で、かつ、幅Ｂに比較して長さＲが長くなるような
形状となっている。

【００１９】以上の構成において、車体１２とリジッド
アクスル１１の相対変位に伴ってサスペンション・リン
クのリンク本体１３が回動すると、ダンパハウジング１
４が回動シャフト１５に対して回動し、同シャフト１５
にスプライン嵌合されたベーン２６が圧力室２７内を相
対的に回動変位して第１室３０または第２室３１の内部
の液体を加圧する。そして、このとき例えば第１室３０
側の液体が加圧されたとすると、その液体は連通路３４
を通って第１バルブユニット３７に導入されて、第１バ
ルブユニット３７の減衰弁３５を開いて減衰力を発生
し、さらに、その減衰弁３５で降圧された液体は第２バ
ルブユニット３８のチェック弁３６を通って第２室３１
内に流入する。尚、第２室３１側の液体が加圧された場
合には、液体が上記と逆方向に流れ、第２バルブユニッ
ト３８の減衰弁３５において減衰力を発生する。

【００２０】ところで、このロータリダンパ１０におい
ては、ベーン２６が上記（イ）の寸法条件を満たす形状
に形成されていることから、充分な減衰力を確保しつつ
もベーン２６の幅を大幅に狭めることができる。

【００２１】即ち、ベーン２６を有するこの種のロータ
リダンパ１０にあっては、減衰力の発生に直接関与する
回動シャフト１５回りのトルクＴ_Rは以下の（１）式に
よって表されるが、同式から明らかなように、トルクＴ
_Rはベーン２６の幅Ｂに比例すると共に、回動シャフト
１５の中心からベーン２６の先端部までの長さＲの２条
にほぼ比例する。ただし、回転シャフト１５の半径ｒは
長さＲに対して充分に小さいものとする。

【００２２】

【数１】

【００２３】Ｔ_R：必要トルク、Ｐ：ベーン２６に作用
する内圧、ｒ：回動シャフト１５の半径、ｎ：ベーン２
６の数そして、今ベーン２６の数が１枚で、内圧Ｐと必
要トルクＴ_Rが一定であるとすると、長さＲを幅Ｂより
も大きく設定すれば、長さＲの僅かな増大によって幅Ｂ
が飛躍的に狭まることは式（１）から明らかである。

【００２４】尚、図７は、トルクＴ_R＝１９０kgf・m、ｎ
＝２、回動シャフト１５の半径ｒ＝５０mm、内圧Ｐ＝１
００，２００，３００，４００，５００kgf／mmとした
ときのベーン２６の幅Ｂとベーン２６の直径（２×Ｒ）
の関係を示したグラフであり、長さＲの僅かな増大によ
って幅Ｂを飛躍的に狭められることはこのグラフからも
明らかである。

【００２５】さらに、このロータリダンパ１０において
は、ベーン２６が上記（ロ）の寸法条件を満たす形状に
形成されていることから、ベーン２６の充分な強度を確
保しつつもベーン２６の幅Ｂを大きく狭めることができ
る。

【００２６】即ち、ベーン２６の断面係数Ｚは以下の式
（２）によって表され、さらにベーン２６に作用する応
力δは以下の式（３）によって表されるが、これらの式
から明らかなように応力δはベーンの幅Ｂと厚みＨの２
乗に反比例する。

【００２７】

【数２】

【００２８】Ｚ：断面係数

【００２９】

【数３】

【００３０】δ：ベーン２６に作用する応力、Ｍ：ベー
ン２６に作用するモーメントそして、ベーン２６の許容
最大応力δとベーン２６に作用するモーメントＭが決ま
っているとすると、ベーン２６の厚みＨをベーン２６の
幅Ｂよりも大きく設定すれば、ベーン２６の厚みＨの僅
かな増大によって幅Ｂが大きく狭められることは式
（２），（３）から明らかである。

【００３１】したがって、このロータリダンパ１０にお
いて、ベーン２６が上記（イ），（ロ）の寸法条件を満
たす形状に形成されていることから、充分な減衰トルク
と充分なベーン２６の強度を確保しつつもベーン２６の
幅Ｂ、ひいてはダンパハウジング１４の軸方向の厚みを
飛躍的に小さくすることができる。また、このロータリ
ダンパ１０の場合、ベーン２６の強度の関係でベーン２
６の厚みＨを厚くするが、ベーン２６の幅Ｂを上述のよ
うに充分に狭めることができるため、ベーン２６の重量
増加を最小限に抑え、装置全体の軽量化に寄与すること
ができる。

【００３２】また、ベーン２６の厚みＨが厚くなれば液
体の漏れ量が少なくなることは一般的に知られており、
このロータリダンパ１０の場合、ベーン２６の幅Ｂより
も厚みＨを厚くしたため、軽量化したうえでベーン２６
の摺動隙間を通した第１室３０と第２室３１の間の液体
の漏洩をより効果的に防止することができ、その結果、
大きな減衰力をロス無く効率良く得ることができる。

【００３３】そして、さらにこの実施例のようにロータ
リダンパ１０をサスペンション・リンク等のリンク装置
のリンク本体１３に一体に組み込むようにした場合に
は、ロータリダンパ１０の大きな減衰トルクに耐えるた
めに太くなったリンク本体１３内にロータリダンパ１０
が一体化されるので、別途ロータリダンパ１０の取付ス
ペースを必要としなくなり、さらに、薄肉化によりリン
ク本体１３に占めるロータリダンパ１０の占有断面を小
さくすることができることから、ロータリダンパ１０を
リンク本体１３に容易に組み込むことができ、リンク装
置全体のコンパクト化を図ることが可能になる。

【００３４】尚、本発明の実施例は以上で説明したもの
に限るものではなく、例えば、図８，図９に示すよう
に、上述と同様の構造のロータリダンパ１０を自動車の
サスペンション・リンクのＡアーム型のリンク本体５３
に組み込むようにしても良い。同図に示すサスペンショ
ンは、Ｉアーム型のアッパアーム５４とＡアーム型のロ
アアーム（リンク本体）５３によってホイール（図示せ
ず。）を車体１２に位置決めすると共に、車体１２に結
合したスプリングアッパマウント５５とロアアーム５３
の間にサスペンションスプリング５６を介装したもので
あり、ロアアーム５３の車体１２側の一方の回動端のみ
にロータリダンパ１０を組み込むようにしている。

【００３５】

【発明の効果】以上のように請求項１の発明は、回動シ
ャフトの中心からベーンの先端部までの長さを、圧力室
に臨むベーンの幅よりも長く形成し、かつ、ベーンの厚
みをベーンの前記幅よりも厚く形成するようにしたた
め、充分な減衰トルクと充分なベーンの強度を確保しつ
つもダンパハウジングの軸方向の厚みを飛躍的に薄くす
ることができ、しかも、ベーンの厚みは厚くなるもの
の、ベーンの幅を狭めることができることからベーンの
軽量化をも図ることができる。したがって、リンク装置
等への搭載時の占有スペースを小さくすることができる
と共に、ベーンの軽量化による装置全体の軽量化を図る
ことができる。また、さらにこの発明においては、ベー
ンの厚みをベーンの幅よりも厚くしたことから、ベーン
の摺動隙間を通した第１室と第２室の間の液体の漏洩が
より少なくなり、大きな減衰力を効率良く得られるよう
になる。

【００３６】請求項２の発明は、請求項１のロータリダ
ンパの大きな減衰トルクに耐えるために太くなったリン
ク本体内にロータリダンパを一体化して組み込むように
したので、別途ロータリダンパの取付スペースを必要と
しなくなり、その結果、リンク装置のコンパクト化を図
ることが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す模式図。

【図２】同実施例を示す側面図。

【図３】同実施例を示す平面図。

【図４】同実施例を示す分解斜視図。

【図５】同実施例を示す平面図。

【図６】同実施例を示す図５のＡ−Ａ線に沿う断面図。

【図７】同実施例におけるベーンの幅Ｂと長さＲの関係
を示すグラフ。

【図８】本発明の他の実施例を示す平面図。

【図９】同実施例を示す側面図。

【図１０】従来の技術を示す模式図。

【符号の説明】

１０…ロータリダンパ、 １３，５３…リンク本体、 １４…ダンパハウジング、 １５…回動シャフト、 ２６…ベーン、 ２７…圧力室、 ３０…第１室、 ３１…第２室、 ３５…減衰弁、 Ｒ…長さ、 Ｂ…幅、 Ｈ…厚み。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ダンパハウジングに液体の充填される略
   扇形の圧力室が形成され、この圧力室の扇形状の中心に
   回動シャフトが配置されると共に、この回動シャフトに
   前記圧力室内を第１室と第２室とに隔成するベーンが突
   設され、このベーンの作動に伴う第１室と第２室の圧力
   差によって液体が減衰弁に導入されて減衰力を発生する
   ロータリダンパにおいて、 回動シャフトの中心からベーンの先端部までの長さを、
   圧力室に臨むベーンの幅よりも長く形成し、かつ、ベー
   ンの厚みをベーンの前記幅よりも厚く形成したことを特
   徴とするロータリダンパ。
2. 【請求項２】 請求項１に記載のロータリダンパをリン
   ク本体に一体に組み込んだことを特徴とするリンク装
   置。